閻 冬

（廈門廣播電視集團，福建 廈門 361000）

0 引 言

中華人民共和國第十四屆全國運動會于2021年9月在陜西西安舉行。廈門廣播電視集團轉播技術團隊有幸作為全運會曲棍球項目電視公共信號的制作團隊，參與了項目男子組、女子組從小組賽至總決賽以及頒獎典禮的全程公共信號制作直播任務，并按組委會需求，為比賽視頻裁判輔助判罰依據(jù)提供一份可視化視頻服務方案。

1 賽事的需求情況與特點

曲棍球項目比賽形式類似于足球，場地大、轉換節(jié)奏快，運動員在比賽中快速運球、擊球射門力量大，非常容易造成受傷、犯規(guī)等中斷比賽的場景[1]。為此，比賽制定了大量的規(guī)則作為判罰的依據(jù)，但是僅依靠場上主裁判用肉眼觀察球的落角點、是否打腳、是否棍背等規(guī)則判罰爭議時，難免出現(xiàn)誤判或漏判情況，比賽進程不停中斷，往往出現(xiàn)雙方爭議不下的尷尬場面，不僅影響比賽的公平與連續(xù)性，也極大地損害電視播出效果。因此，必須引入視頻裁判，通過觀測視頻回放才能為主裁提供客觀的判罰依據(jù)。由此，根據(jù)裁判組需求，視頻回放大致有以下要求。

（1）所有現(xiàn)場拍攝的機位均能單獨提供實時回放、慢放及逐幀播放效果，畫面必須清晰穩(wěn)定，拍攝的畫面能夠從多角度、多方位對短角球、點球、進球及拼搶運球等進行準確的爭議過程展示。

（2）在視頻裁判室內(nèi)的監(jiān)看大屏能同時顯示所有拍攝機位畫面，并用多畫分拼接效果展示，在比賽出現(xiàn)爭議時按視頻裁判指令要求能實時選切所需畫面進行獨立回放顯示，并在后續(xù)比賽進行時能快速地調(diào)取使用，進行多輪的重復回放[2]。

（3）在比賽出現(xiàn)平局進行罰球決勝時，需要提供的回放畫面能證明在指定的時間內(nèi)完成射門且能判斷是否進球有效。

（4）爭議鏡頭及畫面需實時收錄采集形成電子視頻文件，在賽中或賽后由裁判組選定提取后提交組委會仲裁。

2 視頻裁判回放系統(tǒng)方案實施

2.1 現(xiàn)場機位布置

為滿足賽事直播需求，在比賽現(xiàn)場共架設了12臺機位進行拍攝，扣除風景機位和觀眾拍攝等機位外，可提供9路比賽信號畫面供視頻裁判觀測，其中包含2路超高速攝像機畫面（負責抓拍近距離特寫犯規(guī)鏡頭）以及2路抓拍中景與球路的高速攝像機畫面?，F(xiàn)場機位布置如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場機位布置簡圖

2.2 系統(tǒng)結構

根據(jù)以上攝像機配置布局，其中CAM1～CAM9共9個機位拍攝的畫面涉及比賽視頻裁判需求，將這9路信號進行拼接畫分輸出。系統(tǒng)結構如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結構簡圖

2.3 拼接信號的設定及分配

切換臺帶有MV（畫分）功能，可以將其輸入的信號源拼接成多畫分輸出監(jiān)看使用。在用戶菜單MV功能選項中設置好模板種類和指定的信號源后，利用切換臺的一路輔助AUX輸出口定義為MV輸出，設定拼接一個標準16∶9的9畫分輸出模板，選定裁判組所需的9路拍攝實時信號畫面，并用TALLY服務器標記上對應顯示機位的號碼源名字符，以便視頻裁判與回放系統(tǒng)的切換導播進行調(diào)度溝通[3]。

拼接好的9路實時信號畫面經(jīng)由切換臺基帶輸出口輸出后接入系統(tǒng)基帶矩陣輸入，再由矩陣的一路輸出口調(diào)取該輸入信號后通過IPG或SNP設備（基帶SDI信號轉換IP信號設備）作為系統(tǒng)的一路外來信號源，轉換成IP流信號進入系統(tǒng)交換機。這樣一來，在全車系統(tǒng)內(nèi)就可任意調(diào)取該畫分信號進行傳輸、分配、監(jiān)看、切換等使用。

2.4 節(jié)目制作區(qū)域

4K高清轉播車配備兩個獨立的節(jié)目制作區(qū)域，采用SONY公司最新旗艦版的MS-9000切換臺。其中，主制作區(qū)作為正常曲棍球比賽項目的公共電視媒體直播信號制作區(qū)，利用副制作區(qū)的切換面板進行視頻裁判回放系統(tǒng)信號的制作切換。這樣，兩個區(qū)域可以共享使用信號源，且分開制作互不干擾。主制作區(qū)如圖3所示，副制作區(qū)如圖4所示。

圖3 主制作區(qū)圖片

圖4 副制作區(qū)圖片

副制作區(qū)切換臺PP級輸出的PGM母線作為提供給視頻裁判的最終信號源，由轉播車導控人員按裁判指令進行切換。所有視頻裁判根據(jù)實時比賽狀況想變換觀察的畫面，均通過該級母線進行切換后提供。

在副制作區(qū)切換臺ME1級上設置上鍵開窗功能，即開設兩個16∶9的雙視窗，其中一窗信號源為拼接好的9畫面比賽信號，另一窗信號源為主制作區(qū)的電視直播比賽公共信號。ME1級的輸出信號可在PP級母線的交叉點上進行選切。PP級母線交叉點包含有ME1級輸出、各慢動作回放把位輸出及主制作區(qū)PGM信號等需切換使用到的交叉點設置。

根據(jù)以上方案設置，視頻裁判在裁判室內(nèi)大屏觀測的畫面情形大致如下。

（1）比賽正常進行時，裁判室大屏顯示為雙視窗效果，一窗為電視直播畫面，另一窗為9畫面拼接顯示。

（2）當比賽過程出現(xiàn)犯規(guī)或爭議產(chǎn)生中斷，雙視窗其中一窗由直播電視畫面改為顯示全景機位拍攝的慢動作回放畫面，另一窗繼續(xù)顯示9信號拼接畫面。這樣顯示的目的是讓視頻裁判先通過9畫面多角度的實時觀測來預判最佳角度的拍攝機位，再來對比全景機位的慢動作回放，觀測犯規(guī)或爭議發(fā)生的全過程及球路路線，并尋找往回倒放的合適時間點[4]。最后，視頻裁判會在9畫面中選擇合適的機位要求進行單獨回放，并將機位號及回放順序反饋給轉播車進行切換。

（3）接收到視頻裁判指定的回放機位需求后，雙視窗顯示切換為單畫面的獨立慢動作回放顯示（即EVS慢動作回放設備操作面板控制的輸出信號），慢動作系統(tǒng)操作員再把相應機位的回放畫面按裁判需求調(diào)整到合適的時間點或出入點按50%～70%的速比進行慢速反復回放，并按需求進行收錄存儲。

2.5 慢動作回放設備配置

4K轉播車配置了3套6通道EVS慢動作回放設備和2套超高速慢動作回放設備，具體配置及使用如下。

（1）6通道EVS慢動作回放設備設置為4進2出模式，3套設備共可實時掛載12路信號源，6個輸出操作把位，各通道循環(huán)記錄存儲空間時長接近48 h，完全滿足當日正常的節(jié)目制作外加視頻裁判回放需求。

（2）EVS設備通過組網(wǎng)連接，任意一臺輸出把位均可調(diào)用其他把位主機掛載的信號源進行回放。

（3）副區(qū)切換臺導控人員在接收到視頻裁判指令后，可以方便靈活地選派各把位慢動作操作人員進行分工指派，制作好所需的回放畫面進行選切。

（4）在獲取裁判需要收錄指定時，掛載對應機位的慢動作回放操作員會將素材打好出入點（CLIP）進行視頻片段存儲，在后續(xù)任意時間點如有需求仍可實時快速調(diào)用再次回放，利用比賽間隙將收錄好的視頻片段通過慢動作服務器生成所需格式的電子視頻文件，按對應的場次及時間點進行命名，在賽后拷貝提供給裁判組或組委會進行保存，為后續(xù)的判罰仲裁提供資料依據(jù)。

（5）在比賽出現(xiàn)平局進行罰球階段時，根據(jù)需求，利用現(xiàn)場一臺合適機位，拍攝內(nèi)容應包含現(xiàn)場大屏計時計分牌與罰球過程均在一個畫面內(nèi)的合理構圖。此時利用EVS慢動作MARK標記點的靜幀再回放功能來展示爭議判罰依據(jù)（此項功能運用類似于田徑跳遠項目運動員是否踩線判罰）[5]。展示效果為：罰球方應在指定時間內(nèi)完成運球并射門，當畫面中拍攝的計時器倒計為0時，此時回放畫面靜幀，在同一畫面中讓視頻裁判觀測罰球是否在指定時間內(nèi)完成，球是否越過門線及進球是否有效。

2.6 信號傳輸及通話系統(tǒng)

在比賽現(xiàn)場，轉播車?？课恢脼橘悎鐾鈴V場，視頻裁判室設置在觀眾席主席臺上方的嘉賓室內(nèi)，與轉播車距離較遠，直接兩點對接的布線信號傳輸方式過于復雜煩瑣，如用對講通話極易受干擾，不穩(wěn)定，影響指令需求的及時傳達。因此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，做以下方案調(diào)整。

（1）利用靠近裁判室距離最近的布置于主席臺的攝像機機位進行信號傳輸。在轉播車系統(tǒng)中，攝像機基站安裝在轉播車機柜內(nèi)，攝像機機身放置于拍攝現(xiàn)場，設備之間通過復合光纜進行連接，用光纜實現(xiàn)攝像機供電、視音頻信號及通話信號等的傳輸。方案實施時，在攝像機基站接入對外傳輸所需的信號，利用已鋪設好連接攝像機機身的復合光纜，將信號傳送到攝像機輔助輸出口，再通過視頻信號線接出顯示使用。4K轉播車配置的SONY攝像機機身具有多個PROMET輔助輸出口可以作為信號傳輸使用，接口為BNC的SDI接口，在攝像機基站接入設置調(diào)用好的副制作區(qū)切換臺PP級輸出切換信號，這樣一來，視頻裁判室所需的信號源需求在傳輸上僅需2條30 m左右的SDI視頻線即可解決并進行備份，不用再單獨從轉播車拉信號線至裁判室，大量減少了布線安裝的工作量，現(xiàn)場由一名技術員就可完成接線調(diào)試。接入裁判室的SDI線信號再根據(jù)實際情況，采用外置格式接口轉換器，把SDI接口轉換成HDMI/DVI接口供屏幕顯示使用。

（2）在主席臺附近布置了一臺高速攝像機位，機型為SONY5500系列。該機型有個特點，在攝像機機頭有RJ-45的網(wǎng)口輔助輸出口，因此利用該輸出口作為通話系統(tǒng)的連線。運用時，從轉播車拆下一個閑置工位的通話面板放置于視頻裁判室，面板網(wǎng)口與攝像機網(wǎng)口相連，在轉播車IP系統(tǒng)架構下通過設置，通話信號IP流進入車上系統(tǒng)交換機連接上通話矩陣，實現(xiàn)視頻裁判與轉播車上任一工位通話面板的實時雙向?qū)υ挘瑫r再把對講通話作為應急備份方案。

2.7 方案補充及優(yōu)化

比賽現(xiàn)場觀眾席對側中間位置有一塊展示大屏，除顯示比賽信息、計時計分外，也進行廣告宣傳片的播放。在比賽過程中，按組委會要求，大屏需播放比賽直播畫面，因此在給大屏展示送入一路直播信號的基礎上，技術人員向裁判組建議，視頻裁判所觀測的獨立畫面回放鏡頭，也可以實現(xiàn)在大屏展示的同步播放。這樣當比賽出現(xiàn)爭議判罰時，比賽雙方和場上主裁均可看見與視頻裁判相同的慢動作回放畫面，可以減少場上爭執(zhí)，也便于場上主裁快速做出準確判罰，減少比賽停頓時間，可以有效地提高比賽的連續(xù)性[6]。

在實現(xiàn)手段上，將給大屏展示固定的直播畫面信號改為副制作區(qū)PP級PVW母線的輸出信號，這樣可以進行切換選擇，實現(xiàn)與視頻裁判觀測的同步播放。

3 效果評價與總結

全運會曲棍球項目視頻裁判所需的慢動作回放系統(tǒng)由電視直播媒體技術團隊負責實施，在國內(nèi)尚屬首次。雖然從轉播技術手段來看并沒有什么特別與難點，但在提高比賽項目的轉播質(zhì)量方面起到了非常大的作用。同時也體現(xiàn)出，功能越來越靈活、強大的新一代大型轉播車，除了傳統(tǒng)的電視直播外，也可開發(fā)出許多功能與服務，為體育賽事周邊提供優(yōu)質(zhì)的配套與支持。

本次賽事轉播滿足了視頻裁判所需的信號需求，極大地超出了組委會的預期效果，獲得了非常好的評價，對曲棍球項目的比賽方式起了非常大的推動和促進作用?？梢灶A測，未來曲棍球賽事轉播中視頻裁判的信號需求將會依靠由轉播媒體專業(yè)的拍攝及回放設備進行提供并寫入賽事標準。

4 結 語

傳統(tǒng)轉播媒體使用的慢動作回放設備，以往主要的受眾是電視機前的觀眾用戶，在轉播體育賽事時能插入精彩的回放和慢放鏡頭畫面。慢動作回放系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)整和優(yōu)化，也非常適合運用于視頻裁判系統(tǒng)。許多體育賽事如足球等早已引入視頻裁判來進行輔助判罰。傳統(tǒng)轉播媒體的優(yōu)勢在于設備專業(yè)化、系統(tǒng)穩(wěn)定、拍攝畫質(zhì)高、服務好。相信越來越多的大型體育賽事轉播在引入視頻裁判的同時，會由轉播媒體來同步設計方案和搭建系統(tǒng)，更好地保障賽事裁判工作的開展，推動賽事的公平競爭。